Tolérances d'usinage CNC : Tout ce qu'il faut savoir
Le processus d'usinage CNC est ouvert car il permet de fabriquer des composants à l'aide de différents outils et techniques. Les composants sont fabriqués avec une grande précision, des coupes détaillées et une grande exactitude. Toutefois, la finition et la précision obtenues sont dues aux tolérances serrées offertes par l'usinage CNC.
L'importance de ces tolérances est indéniable et si vous souhaitez en savoir plus à leur sujet, consultez le guide ci-dessous.
Qu'est-ce que les tolérances d'usinage CNC ?
La tolérance d'usinage CNC est la limite de variation dimensionnelle autorisée dans les pièces usinées CNC.
La tolérance d'une pièce usinée donne une idée de la précision du processus d'usinage. Pour obtenir une précision et une exactitude élevées, la tolérance d'usinage doit être minimale.
Pourquoi les tolérances d'usinage sont-elles importantes ?
L'importance de la tolérance de l'usinage CNC est considérable. Elle garantit la perfection du composant et joue également un rôle essentiel dans ses performances.
Améliorer l'ajustement et le fonctionnement des pièces
La tolérance CNC garantit que la pièce, une fois assemblée, interagit parfaitement avec l'autre, sans aucune faille.
La tolérance d'usinage CNC est une indication de la compatibilité entre les composants. Par conséquent, en cas d'écart important par rapport aux dimensions autorisées, la fonctionnalité du composant peut être affectée.
Règle de la marge d'erreur
Chaque processus de fabrication présente un degré mineur de variation ; c'est pourquoi la tolérance d'usinage tient toujours compte de ces écarts.
Les marges sont déterminées de manière à ce que la fonction de la pièce puisse être réalisée. Cette marge est donc respectée lors de l'usinage du composant. Cela permet de réduire les risques de défaillance de la pièce.
Contrôle des coûts d'usinage
Le coût de l'usinage augmente lorsque la tolérance est plus stricte ; les composants ayant des tolérances serrées nécessitent des processus de finition secondaires, ce qui augmente le coût. La définition de la tolérance permet d'éviter l'augmentation des coûts.
Garantir l'aspect final du produit
La haute précision améliore l'aspect final de la pièce. Lorsque les deux pièces sont assemblées sans aucun écart, on obtient un assemblage parfaitement fini.
Différents termes pour mesurer les tolérances CNC
Lors de la mesure des tolérances CNC, il est important de comprendre certains termes :
Taille de base
La taille de base est indiquée dans le dessin du composant et tient compte de l'écart autorisé lors de l'usinage.
Taille réelle
La taille réelle d'un composant représente la dimension du composant après le processus d'usinage. La taille réelle est la taille finale obtenue pour la pièce usinée.
Limites
Les limites d'une pièce sont les dimensions maximales et minimales autorisées lors de l'usinage. La limite inférieure est l'écart minimum acceptable et la limite supérieure représente la dimension maximale autorisée.
Écart
L'écart représente la variance maximale de la taille autorisée par rapport à la taille de base. Il existe deux limites autorisées : l'écart inférieur et l'écart supérieur. Ces deux écarts peuvent être obtenus en soustrayant les limites inférieure et supérieure des tailles de base.
Datum
Le référentiel est le plan ou la ligne imaginaire qui sert de point de référence aux outils de mesure.
Exigences maximales en matière de matériaux et exigences minimales en matière de matériaux
La conduction maximale de la matière a lieu lorsque la pièce contient le maximum de matière dans son ensemble ; dans ce cas, il est possible de travailler avec une tolérance de prime. En revanche, on parle de condition de moindre matière lorsqu'il y a le moins de matière possible sur un lieu de travail.
Places décimales
L'usinage CNC est un processus extrêmement précis qui comporte de très faibles tolérances. Par conséquent, pour mesurer les tolérances, on utilise des décimales. Plus la décimale est élevée, plus la tolérance est serrée.
Calcul de la tolérance
Pour calculer la tolérance d'usinage, vous avez besoin des limites supérieure et inférieure.
Prenons l'exemple d'une vis dont le diamètre est de 10 mm. Les limites supérieure et inférieure acceptables à cet égard seraient respectivement de 12 mm et de 8 mm. En soustrayant ces deux limites, on obtient le niveau de tolérance, qui sera de 4 mm dans ce cas.
Types courants de tolérances dans l'usinage CNC
Il existe différents types de Tolérances d'usinage CNC que les fabricants prennent en compte lors de la fabrication des composants. En voici quelques-unes :
Tolérances standard
Les tolérances standard sont le type de tolérances pour lesquelles vous pouvez opter lors de la fabrication de produits d'usage courant. Les machinistes utilisent généralement une tolérance de +/- 0,1 mm pour le fraisage CNC dans les cas où les clients déterminent le niveau de tolérance souhaité.
Tolérances bilatérales
La tolérance bilatérale est la variation de la tolérance par rapport à la dimension donnée, qui peut être négative ou positive. Elle permet donc une variation très mineure sous la forme d'une augmentation ou d'une diminution du composant.
Dimensionnement et tolérancement géométriques
La cotation et le tolérancement géométriques détaillent la tolérance d'usinage standard. Il s'agit d'un système plus complexe que le système classique, qui utilise les cadres de contrôle pour indiquer les types spécifiques de tolérances dimensionnelles des composants.
Il permet de maintenir les mesures réelles des composants dans les limites données. Il indique également les propriétés géométriques du composant, telles que sa position, sa planéité et sa concentricité.
Tolérances unilatérales
Les tolérances unilatérales offrent une variation dans une seule direction, soit positive, soit négative. Par exemple, une tolérance de +0,00/-0,05 permet au composant d'être plus petit de 0,05 et non plus grand.
Tolérances limites
La tolérance limite indique la plage de valeurs dans laquelle la pièce usinée offre l'acceptabilité de la mesure pour se situer dans une plage donnée.
Normes de tolérance courantes pour l'usinage CNC
Le tableau ci-dessous présente les normes de tolérance les plus courantes en matière d'usinage CNC.
| Processus d'usinage CNC | Tolérance |
| Fraisage CNC à 5 axes | ± 0,13 mm |
| Gravure CNC | ± 0,13 mm |
| Routeur pour la découpe des joints | ± 0,762 mm |
| Découpage à la règle de l'acier | ± 0,381 mm |
| Routeur | ± 0,13 mm |
| Fraisage CNC à 3 axes | ± 0,13 mm |
| Usinage des vis | ± 0,13 mm |
| Tour CNC | ± 0,13 mm |
| Finition de surface Standard | 125RA |
Quels sont les facteurs qui influencent la tolérance d'usinage ?
Certains facteurs influent sur la tolérance d'usinage d'une pièce, comme indiqué ci-dessous :
Matériaux
Les caractéristiques du matériau ont une incidence sur les tolérances de l'usinage CNC, comme la dureté, l'abrasivité et la stabilité à la chaleur.
Si le matériau est très abrasif, il entraîne l'usure de l'outil et la difficulté de maintenir la précision dimensionnelle, ce qui s'avère être un défi.
Les matériaux plus tendres, en revanche, ont tendance à se déplacer lorsqu'ils sont travaillés sous les outils et nécessitent une attention accrue pour atteindre la précision.
Nombreux non-métaux entraînent des déformations lorsqu'ils sont soumis à des températures élevées, ce qui a une incidence sur la tolérance.
Procédés d'usinage
Le type de processus d'usinage choisi joue un rôle essentiel dans le maintien de la tolérance. Chaque procédé a des capacités et des limites différentes.
En outre, les machines CNC à axes multiples fonctionnent de différentes manières et, pour obtenir la tolérance requise, il est important de choisir le bon processus.
Finitions de surface
Les processus de finition ont un impact sur les tolérances d'usinage. Certains composants passent par différents traitements de surface, qui ont un impact sur les dimensions des pièces usinées.
Il est donc important de choisir une finition de surface qui maintienne la tolérance des composants dans la fourchette donnée.
Outils de coupe CNC
Les différents types d'outils de coupe utilisés par les machinistes ont également une incidence sur la tolérance.
Les outils de haute qualité, dotés d'un revêtement et d'un tranchant appropriés, garantissent une grande précision, tandis que ceux qui ne le sont pas peuvent entraîner de légères déviations.
Budget
Le choix des outils d'usinage et des matériaux dépend de votre budget. Une tolérance serrée nécessite des outils spéciaux, plus de temps et une main-d'œuvre spécialisée, ce qui entraîne une augmentation des coûts. Toutefois, si vous investissez dans les bons outils, vous pouvez obtenir la bonne tolérance.
Compétences du machiniste
Les compétences d'un machiniste jouent également un rôle essentiel dans la détermination de la tolérance du composant. Le machiniste est chargé de définir les paramètres d'usinage et de choisir l'outil adéquat pour atteindre la tolérance requise.
Conseils pratiques pour les tolérances d'usinage CNC
Les types pratiques permettant d'obtenir les bonnes tolérances d'usinage CNC sont les suivants :
- Les matériaux choisis doivent pouvoir être usinés tout en respectant la plage de tolérance. Par exemple, certains matériaux comme l'acier et le cuivre se contractent et se dilatent sous l'effet des changements de température, et les tolérances doivent donc être ajustées.
- L'application du produit détermine également le niveau de tolérance. Certaines pièces ne sont pas destinées à être assemblées et sont moins précises ; elles n'ont donc pas besoin d'une tolérance serrée.
- Optez pour des outils performants et des coupes rapides, de manière à ce qu'il n'y ait pas de déviation dans les outils et que la tolérance soit étroite.
Conclusion
L'importance de la tolérance dans les pièces usinées est cruciale et a un impact sur la réussite des projets.
Si vous avez besoin de faire concevoir vos composants avec la tolérance appropriée, vous pouvez contacter DEK. Chez DEK, des machinistes expérimentés s'occupent de la tolérance de précision des composants.
FAQ
Quelles sont les tolérances d'usinage les plus courantes ?
La tolérance la plus courante pour les pièces usinées est de l'ordre de +/- 0,005.
Quelle tolérance est la plus difficile à usiner ?
La tolérance, qui est inférieure à +/- 0,001, est celle qui est la plus difficile à usiner.
Quelles sont les industries qui ont besoin de tolérances CNC précises ?
Les industries sensibles aux tolérances précises comprennent la médecine, l'automobile, l'électronique et l'aérospatiale.
